JP4561416B2 - Electric tool - Google Patents
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Description
本発明は、電動工具、殊に二次電池を電源として動作する電動工具に関するものである。 The present invention relates to a power tool, and more particularly to a power tool that operates using a secondary battery as a power source.
二次電池を電源とする機器においては、二次電池の過放電を防止するために電池電圧を検出して過放電となる時はモータ等の負荷を停止させることが行われている(例えば、特許文献1参照)。 In a device using a secondary battery as a power source, in order to prevent overdischarge of the secondary battery, when the battery voltage is detected and overdischarge occurs, the load of the motor or the like is stopped (for example, Patent Document 1).
また、二次電池がリチウムイオン電池である場合、その充電制御のために二次電池の温度を測定する温度センサを設けている。 When the secondary battery is a lithium ion battery, a temperature sensor for measuring the temperature of the secondary battery is provided for charge control.
ところで、二次電池を電源とする電動工具では、放電電流が大電流となる場合が多く、このために二次電池は充電時に温度上昇するだけでなく、放電時にも温度上昇し、この熱が二次電池セルの劣化を招くことがある。
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは放電時の熱影響による二次電池セルの劣化を防いで長期にわたる使用を可能とする電動工具を提供することを課題とするものである。 The present invention has been invented in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an electric tool that can be used for a long period of time by preventing deterioration of a secondary battery cell due to a thermal effect during discharge. The issue is to provide.
上記課題を解決するために本発明に係る電動工具は、二次電池を電源として作動するモータを備えた電動工具において、上記二次電池を工具本体に対して着脱自在な電池パックとし、上記電池パックが電源端子と温度用端子と二次電池種別識別用端子と電池電圧測定手段とを備えるとともに、工具本体が上記各端子に対応する接続端子を備えており、上記モータの駆動制御を行う制御回路は、上記二次電池の温度を検出する温度センサの出力及び上記電池電圧測定手段から得られる電池電圧に応じてモータ出力を制限させるとともに、二次電池種別識別用端子を通じて得られる二次電池種別データに応じて、上記温度用端子を通じて得られる温度データに対応する制御及び上記電池電圧測定手段から得られる電池電圧に応じた制御を変更し、二次電池種別識別用端子を通じて識別された二次電池が低温時に内部抵抗増加が大きく且つ電圧降下が大となる電池である場合、上記制御回路は上記モータ出力を制限させる電池電圧の閾値を低い値に変更するものであることに特徴を有している。電池パックの二次電池の種別を識別して、モータの出力を制限させるべき温度を電池の種類に応じて切り換えることができ、且つ放電時にも電池セルの温度が高くなれば、モータ出力を制限するようにしたものである。 In order to solve the above problems, an electric tool according to the present invention is an electric tool including a motor that operates with a secondary battery as a power source, wherein the secondary battery is a battery pack that is detachable from a tool body, and the battery The pack includes a power supply terminal, a temperature terminal, a secondary battery type identification terminal, and a battery voltage measuring means, and the tool body includes a connection terminal corresponding to each of the terminals, and performs control for driving the motor. The circuit limits the motor output according to the output of the temperature sensor for detecting the temperature of the secondary battery and the battery voltage obtained from the battery voltage measuring means , and the secondary battery obtained through the secondary battery type identification terminal depending on the type data, and change the control according to the control and the battery voltage obtained from the battery voltage measuring unit corresponding to the temperature data obtained through the temperature terminal, When the secondary battery identified through the secondary battery type identification terminal is a battery having a large internal resistance increase and a large voltage drop at a low temperature, the control circuit sets a low battery voltage threshold value for limiting the motor output. It is characterized in der Rukoto those changes. By identifying the type of secondary battery in the battery pack, the temperature at which the motor output should be restricted can be switched according to the type of battery, and if the battery cell temperature rises even during discharge, the motor output is restricted. It is what you do.
本発明は、放電時に電池セルの温度が高くなると二次電池の種別に応じた温度でモータ出力を制限するために、電池セルが放電時に高温に晒されることがなく、熱による電池セルの劣化を防いで二次電池セルの長期にわたる使用を可能とし、更に電池残容量が大であるにもかかわらず低温時にはすぐに使えなくなってしまうという事態の発生を防ぐことができる。 The present invention limits the motor output at a temperature corresponding to the type of the secondary battery when the temperature of the battery cell becomes high at the time of discharge, so that the battery cell is not exposed to a high temperature at the time of discharge, and the battery cell is deteriorated by heat The secondary battery cell can be used for a long period of time, and even when the remaining battery capacity is large, it is possible to prevent the occurrence of a situation where the secondary battery cell cannot be used immediately at low temperatures.
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、図2は本発明に係る電動工具を示しており、回転出力部10を駆動するモータMを内蔵した工具本体1と、この工具本体1のグリップ部下端に形成された電池パック装着部19に着脱自在に装着される電池パック2とで構成されており、工具本体1側にはトリガーハンドルの操作でオンオフされるトリガースイッチ12やモータMの回転を制御する制御回路15のほか、電池パック2との接続用の電源端子13や接続端子15,16,17を備えている。
Hereinafter, the present invention will be described based on an embodiment shown in the accompanying drawings. FIG. 2 shows an electric tool according to the present invention, a
上記トリガースイッチ12は、図1に示すようにトリガーハンドル11の引き操作量に応じて抵抗値を変化させる可変抵抗器12をスピードコントロール用に備えたものであり、電池パック2が装着された状態でトリガーハンドル11を引けば、制御回路15はこの引き量に応じた回転速度でのモータMの駆動をスイッチング素子33を介して行うとともに、トリガーハンドル11をいっぱいに引き込めば、モータMをフル回転速度で駆動し、さらにトリガーハンドル11を戻してトリガースイッチ12をオフとした時には、モータMの電圧入力端子間を短絡することでモータMに制動を加えるものとなっている。図中30は定電圧源、35はトリガースイッチ12と連動してオンオフする給電スイッチ36を備えた給電スイッチ部である。
As shown in FIG. 1, the
一方、複数の二次電池セル20を内蔵している電池パック2は、上記電池パック装着部19に装着された時、電源端子13に接続される電源端子23と、接続端子15,16,17に夫々接続される接続端子25,26,27を備えている。また、図1に示すように電池パック2はその内部に上記接続端子23に接続された過放電検出回路21と、接続端子26に接続された温度センサ22と、接続端子27に接続された識別用抵抗28とを備えている。
On the other hand, when the
そして、工具本体1における制御回路15は、電池パック2が工具本体1に接続されてトリガースイッチ12をオンとする時、上記給電スイッチ部35をと定電圧源34を通じてまず給電され、その後、トリガースイッチ12の引き操作量に応じてモータMの制御駆動を行うのであるが、このモータMの駆動時に電池パック2側の過放電検出回路21から検出される二次電池セル20の過放電検出信号を受けた時、モータMを停止させて二次電池セル20を保護する。
Then, when the
また、温度センサ22にて検出される二次電池セル20の温度が制御回路15内のROMに書き込まれている所定値を越えたならば、制御回路15はモータMを停止させるのではなく、モータMの出力を制限することで放電電流値を抑えるものである。また、温度に応じて出力の制限を行うものであってもよい。二次電池セル20が高温となっている状態での放電を抑制することで、二次電池セル20の劣化を防ぐのである。なお、上記温度センサ22は、充電時の過充電防止のためのものと共用することができる。
Further, the if exceeds a predetermined value the temperature of the the
そして接続端子27,17を通じて制御回路15に接続される識別用抵抗28は、工具本体1に接続された電池パック2の種別を制御回路15に伝達するためのものである。すなわち、この電動工具では電池パック2として二次電池セル20がリチウムイオン電池であるものと、ニッケルメタルハイドライド電池であるものと、ニッケルカドミウム電池であるものとを使用することができるようになっており、上記識別用抵抗28はこれらの電池の種類に応じて異なった抵抗値のものが用いられており、制御回路15はどの電池を使用した電池パック2が接続されているのかを識別して、モータMの出力を制限すべき温度を電池の種類に応じて切り換えるものとなっている。たとえば、リチウムイオン電池であれば、検出される二次電池セル20の温度が60〜70℃になった時点で出力を抑制する。
The
また、このように電池種別の識別を行うことができるようにしたものでは、制御回路Cは各電池によって異なる特性に応じた駆動制御も可能となる。すなわち、工具本体1側あるいは電池パック2側に電池電圧測定手段(図示せず)を設けて、電池電圧が所定の閾値以下になればモータMの出力を制限したり停止させたりするものが従来より提供されているが、このような制御を行うにあたり、電池の種別に応じて制御回路15が上記閾値を変更することで、例えば低温時の内部抵抗増加が大きくて電圧降下が大であるニッケルメタルハイドライド電池が接続された場合、その閾値を低くすることで、電池残容量が大であるにもかかわらず低温時にはすぐに使えなくなってしまうという事態の発生を防ぐことができるものとなる。
In addition, in the case where the battery type can be identified in this way, the control circuit C can also perform drive control according to the characteristics that are different for each battery. That is, a battery voltage measuring means (not shown) is provided on the
図3に他例を示す。これは電池パック2側でモータMの出力を制限すべき温度になったかどうかを判定してその判定結果のみを工具本体1側の制御回路15に伝達するようにしたものである。この場合、温度センサ22の出力と比較すべき判定レベルを電池パック2内で設定することになるために、電池の種類が異なる電池パック2を工具本体1に接続できるようにしている場合、識別用抵抗28を持たないものであってもよい。なお、ここでは上記の電池による特性の差に応じた駆動制御のために識別用抵抗28を電池パック2側に持たせている。
FIG. 3 shows another example. In this case, it is determined whether or not the temperature at which the output of the motor M should be limited is reached on the
図4に更に他例を示す。これは電池パック2側にマイクロコンピュータなどで構成されて上記過放電検出回路21を含む制御回路29を設けるとともに、該制御回路29で温度センサ22の出力を監視して、二次電池セル20の温度が所定値を超えれば、制御回路29がこの点を工具本体1側の制御回路15に通信することで、モータMの出力の制限を制御回路15側で行わせるようにしたものであり、電池種別の識別も接続端子24,14を通じて制御回路29が工具本体1側の制御回路15に通信するようにしたものである。
FIG. 4 shows still another example. The
いずれにしても、二次電池セル20の温度が上昇したことでモータMの出力を制限する時、制御回路15は工具本体1の外面に配した図1に示す表示部30によってその旨を表示するものとしておくのが好ましい。使用者が故障と勘違いすることがなくなる。
In any case, when the output of the motor M is limited due to the rise in the temperature of the
M モータ
1 工具本体
2 電池パック
15 制御回路
20 二次電池セル
22 温度センサ
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